高學(xué)魯科版必修配套課件章節(jié)課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量

第2課時(shí)化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量自主預(yù)習(xí)區(qū)1．了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式。2．了解原電池的構(gòu)成及工作原理。3．了解原電池原理的應(yīng)用。4．通過化學(xué)反應(yīng)中能量變化的學(xué)習(xí)，了解不同形式的能量的轉(zhuǎn)化對人類生產(chǎn)和生活的影響。1．吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)吸熱反應(yīng)：反應(yīng)過程中___________的反應(yīng)。(2)放熱反應(yīng)：反應(yīng)過程中__________________的反應(yīng)。2．化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形式一、化學(xué)反應(yīng)為人類提供能量[填一填]

吸收熱量有熱量釋放化學(xué)能

電能

氧化

還原

(3)帶電粒子移動(dòng)方向①電子流：在外電路由_____極流向_____極。②電流方向：在外電路由___極流向____極。③離子移動(dòng)方向：陽離子移向___極，陰離子移向___極。(4)構(gòu)成原電池的反應(yīng)_______________________________均可設(shè)計(jì)成原電池。負(fù)正正負(fù)正負(fù)放出能量的氧化還原反應(yīng)(5)常見電池①干電池：又稱____________。②蓄電池：又稱_____________。③燃料電池：其能量轉(zhuǎn)化率高，對環(huán)境無污染。一次電池二次電池(1)化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要形成[記一記]

(2)構(gòu)成原電池的條件①要有金屬活性不同的兩個(gè)導(dǎo)電材料(金屬與金屬、金屬與石墨)。②要有電解質(zhì)溶液。③構(gòu)成閉合回路。1．判斷下列四個(gè)反應(yīng)能否設(shè)計(jì)成原電池(能的打“√”，不能的打“×”)：(1)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4(

)(2)2H2＋O2===2H2O(

)(3)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(

)(4)CH4＋2O2===CO2＋2H2O(

)答案：(1)√

(2)√

(3)×

(4)√[練一練]

2．如下圖所示裝置中，能夠構(gòu)成原電池產(chǎn)生電流的是(

)答案：D1．確定物質(zhì)的____________________。2．測定物質(zhì)有關(guān)組成的_________。二、化學(xué)反應(yīng)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用[填一填]

組成、結(jié)構(gòu)含量互動(dòng)探究區(qū)一、原電池的工作原理(以銅鋅原電池為例)A．兩燒杯中銅片表面均有氣泡產(chǎn)生B．甲燒杯中銅片表面有氣泡產(chǎn)生，乙燒杯中鋅片表面有氣泡產(chǎn)生C．兩燒杯中硫酸的濃度均減小D．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極點(diǎn)撥：甲裝置構(gòu)成原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)；乙裝置不能構(gòu)成原電池，發(fā)生置換反應(yīng)。1.如圖，a在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫之前，b為碳棒，下列說法中不正確的是(

)A．a(chǎn)極上發(fā)生還原反應(yīng)，b極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．碳棒上有氣體逸出C．導(dǎo)線上有電流，電子流動(dòng)方向從a→bD．反應(yīng)后a極質(zhì)量減小解析：本題考查原電池原理。在該原電池中，a為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)；電子從a→b，H＋在正極上得電子生成H2，a逐漸溶解，質(zhì)量減小，故B、C、D正確。答案：A1．根據(jù)電極材料一般較活潑的金屬為負(fù)極(K、Ca、Na太活潑，不能做電極)，活潑性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體為正極。2．根據(jù)電流方向或電子流向電流(外電路)由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。二、原電池中正負(fù)極的判斷3．根據(jù)溶液中離子遷移方向陽離子移向原電池正極，陰離子移向原電池負(fù)極。4．根據(jù)原電池中反應(yīng)類型正極：得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，現(xiàn)象是伴隨著金屬的析出或H2的放出。負(fù)極：失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，現(xiàn)象則是電極本身的消耗，質(zhì)量減小。A．Z>Y>X>W

B．Z>X>Y>WC．Z>Y>W>X

D．Y>Z>X>W解析：甲中Z為負(fù)極，活潑性：Z>Y；乙中X上有氣泡生成，則X為正極，活潑性：Y>X；丙中根據(jù)電子的流向可知，Z為負(fù)極，活潑性：Z>W；丁中W上發(fā)生還原反應(yīng)，則W為正極，活潑性：X>W。答案：A2．如右圖所示的裝置中可觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)，由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可以成立的是(

)MNPA鋅銅稀硫酸溶液B銅鐵稀鹽酸C銀鋅AgNO3溶液D鋅鐵Fe(NO3)3溶液鞏固訓(xùn)練區(qū)1．下列裝置中都伴隨有能量的變化，其中是由電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的是(

)解析：A項(xiàng)，水在通電時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)生成氫氣和氧氣，是電解轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；B項(xiàng)，風(fēng)能、電能轉(zhuǎn)換成光能；C項(xiàng)，太陽能轉(zhuǎn)換成熱能；D項(xiàng)，化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。答案：A2．下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是(

)解析：A項(xiàng)，鋅、銅分別作原電池的負(fù)極和正極，硫酸溶液中的氫離子在正極銅上被還原；B項(xiàng)和C項(xiàng)銀和銅都不能跟稀硫酸反應(yīng)，不能形成原電池；D項(xiàng)沒形成閉合回路，不能形成原電池。答案：A3．下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是(

)A．正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬B．原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置C．原電池工作時(shí)，正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)D．鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅片上有6.5g鋅溶解，正極上就有0.1g氫氣生成解析：原電池的兩極可以是活動(dòng)性不同的兩種金屬，也可以一極是金屬，一極是非金屬(如石墨)；原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí)，鋅和鹽酸反應(yīng)置換氫氣，6.5g鋅溶解時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，可生成0.1mol氫氣，即0.2g。答案：B4．現(xiàn)有如下兩個(gè)反應(yīng)：(A)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O(B)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu(1)根據(jù)兩反應(yīng)本質(zhì)，判斷能否設(shè)計(jì)成原電池：_______。(2)如果不能，說明其原因：_______________________。(3)如果可以，則寫出正、負(fù)極材料及其電解質(zhì)溶液的名稱：正極：________、負(fù)極：________、電解質(zhì)溶液：________。解析：由于原電池的實(shí)質(zhì)是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所以，只有發(fā)生氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池。對于：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn失去電子做原電池的負(fù)極，Cu2＋得到電子在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，正極為活潑性比Zn弱的導(dǎo)電固體材料，如Cu、Ag、石墨等。答案：(1)(A)不能；(B)能(2)(A)的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，沒有電子轉(zhuǎn)移(3)銅(銀、石墨等)鋅硫酸銅溶液課時(shí)作業(yè)專題歸納區(qū)1．放出能量的氧化還原反應(yīng)可設(shè)計(jì)成原電池。2．設(shè)計(jì)原電池的步驟(1)將氧化還原反應(yīng)拆為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。(2)根據(jù)原電池構(gòu)成條件確定原電池的正、負(fù)極和電解質(zhì)溶液。(3)畫出原電池示意圖。如何設(shè)計(jì)原電池

利用氧化還原反應(yīng)Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。解析：化學(xué)反應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。該氧化還原反應(yīng)可拆分為如下兩個(gè)反應(yīng)：氧化反應(yīng)(負(fù)極反應(yīng))：Cu－2e－===Cu2＋還原反應(yīng)(正極反應(yīng))：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋結(jié)合原電池構(gòu)成的條件而定，負(fù)極材料為銅，正極材料可用石墨，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液。答案：原電池工作時(shí)，除產(chǎn)生電能外還常伴有熱量放出。根據(jù)能量守恒可知，化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量等于原電池產(chǎn)生的電能和熱能的和。守恒思想在原電池能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用

某燃料電池每生成1mol的液態(tài)水放出286kJ的熱量，又知該電池每發(fā)1kW·h電能生成350g液態(tài)水。請回答下列問題：(1)該電池的能量轉(zhuǎn)化形式為______________________。(2)生成350g液態(tài)水時(shí)，該電池有________kJ化學(xué)能被轉(zhuǎn)化。(3)該電池的電能轉(zhuǎn)化率為________。2．對于Zn與稀硫酸的反應(yīng)，下列敘述不正確的是(

)A．反應(yīng)過程中能量關(guān)系可用如下圖表示B．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，鋅為負(fù)極C．若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，正極可用石墨D．若將其設(shè)計(jì)為原電池，當(dāng)有32.5g鋅溶解時(shí)，正極放出的氣體一定為11.2L解析：Zn與稀硫酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量；若設(shè)計(jì)成原電池，Zn與稀硫酸的反應(yīng)中，鋅被氧化，所以鋅為負(fù)極，正極可選用石墨或是活潑性比鋅弱的金屬；若將其設(shè)計(jì)為原電池，當(dāng)有32.5g鋅溶解時(shí)，正極放出的氣體的物質(zhì)的量為